| 研究概要 |
本年度の研究成果は以下の通りである
1.高圧下での作動限界の取得
本研究室が所持している2kW級炭酸ガスレーザーを用いてレーザー維持プラズマ(Laser Sustained Plasma)の生成実験を行った.まず,LSPのメリットの一つである高圧下での作動特性を検証した.レーザーパワー800W,スロート径1mmのプラズマ生成装置を用いてアルゴンを作動ガスとし,流量をパラメータとすることでプレナム圧を変化させた.その結果,0.1MPa〜1MPaでのLSP維持に成功した.現状の上限は流量制御計及びZnSe窓の強度であるため,さらに高圧下でのLSPの維持も可能であると考えられる.
2.気流診断
作動ガスとしてアルゴン・酸素を用いて本風洞の原子状酸素源としての可能性を検証した.気流診断法としてレーザー吸収分光法を使用し,気流の流速,並進温度を計測し,ノズル膨張での等エントロピー流れ,凍結流れを仮定することでLSP維持部での全温を推定した.また,LSPは高圧下であるため熱化学平衡を仮定することで酸素解離度を計算した.その結果,本風洞により生成される気流は中心から直径10mm程度にわたり完全解離しており,流速3000m/s,酸素原子流束2.2×10^<21>atom/cm^2であることがわかり原子状酸素源としての有用性を実証した.
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